پایان نامه اشکال دوم و استاندارد

هانگژن و همکارانش با تحلیل غیر ارتجاعی مهاربندهای زانویی‌ نشان داده‌اند که سختی و جهت قرارگیری مهاربند زانویی بر روی میزان اتلاف انرژی آن‌ها موثر است. بر اساس مشاهده آن‌ها نسبت ممان اینرسی المان زانویی به ستون بایستی بین 20 تا 40 درصد باشد.
زهرایی و جلالی در یک مطالعه رفتار لرزه‌ای قاب‌های مهاربندی شده با مهاربندهای زانویی را بررسی نمودند. ایشان در این مطالعه با استفاده از تحلیل غیر خطی اجزاء محدود نشان دادند در صورت انتخاب طول زانویی کوتاه، می‌توان از اثرات منفی وجود اتصالات مفصلی بین تیر و ستون کاست. این مسأله نشان می‌دهد که با انتخاب سنجیده طول تیر رابط می‌توان تا حدی نیاز به اتصال خمشی را حداقل برای کوتاه مرتبه برطرف نمود. همچنین وجود یک عضو کنترل شونده توسط نیرو در میان دو عضو شکل‌پذیر (قاب‌های KBF) ضمن افزایش حساسیت طرح، به واسطه افزایش اعضاء باعث کاهش سختی و مقاومت سازه‌های دو طرفه (DKBF) نسبت به حالت‌های متعارف (قاب‌های KBF) می‌شود ]44[.
2-5- روش‌های محاسبه ضریب رفتار:
آنچه مشخص است تا کنون پژوهشگران با ملیت‌های مختلف برای محاسبه ضریب رفتار روش‌های متفاوتی را مورد استفاده قرار داده‌اند. با مقایسه این روش‌ها می‌توان آنها را در دو گروه کلی تقسیم‌بندی کرد. یکی روش پژوهشگران آمریکایی و دیگری روش پژوهشگران اروپایی می‌باشد. عموماً روش‌های آمریکایی مبانی تئوری ساده‌تری دارند ولی با وجود این کاربردی‌تر هستند در حالی که روش‌های اروپایی دارای مبانی تئوری و تحلیلی پیچیده‌تری بوده و استفاده از آن‌ها در عمل دشوار است که در ادامه به بررسی روش‌های آمریکایی می‌پردازیم.
2-5-1- روش‌های آمریکایی:
در این گروه دو روش شاخص‌تر از سایرین بوده و روش‌های دیگر با کمی تفاوت عمدتاً مشابه این روش‌ها هستند. یکی از این روش‌ها که به روش طیف ظرفیت مشهور است حاصل تحقیقات فریمن می‌باشد. روش دوم نیز که به روش ضریب شکل‌پذیری معروف است، حاصل دستاوردهای پژوهش‌های یوانگ است. در ادامه روش دوم که در این پایان‌نامه از آن استفاده خواهد شد به شکل مفصل معرفی می‌شود.
2-5-1-1- روش ضریب شکل‌پذیری یوانگ:
با در نظر گرفتن رفتار کلی یک سازه متعارف (شکل 2-21) مقدار مقاومت ارتجاعی مورد نیاز که بر حسب ضریب برش پایه (Cev) تعریف شده عبارت است از:
(2-18)
که دراین رابطه، W وزن موثر سازه و Fe حداکثر برش پایه می‌باشد در صورتی که سازه کلاً در محدوده ارتجاعی باقی بماند.
شکل (2-20) رفتار کلی سازه[44]
معمولاً طراحی صحیح یک سازه تا حدود قابل قبولی منجر به شکل‌پذیر شدن آن می‌شود و در این حالت سازه می‌تواند به حداکثر مقاومت خود برسد. همان‌گونه که در شکل بالا نشان داده شده است حداکثر تغییر مکان نسبی ایجاد شده در طبقه برابر با است. از آنجا که محاسبه مقدار CyW با مقاومت حد خمیری سازه یا مقاومت نهایی به هنگام ایجاد مکانیزم گسیختگی متناظر بوده و نیاز به تحلیل غیر خطی دارد مقدار آن با رابطه مشخص بیان نشده است. [11] [1]
برای مقاصد طراحی برخی آیین نامه‌ها مقدار Cy را به مقدار CS که نمایانگر تشکیل اولین لولای خمیری در مجموعه سازه است کاهش می‌دهند. این مقدار نیرو ترازی است که در آن پاسخ کلی سازه به گونه قابل توجهی از قلمرو ارتجاعی خارج می‌شود. این قرار نیرو به روش برخورد آیین نامه‌ها با طراحی بر مبنای مقاومت بستگی دارد. در طراحی مقاطع برای این مقدار نیروی وارده، می‌توان از روش‌هایی مانند روش بار نهایی در بتن مانند (آیین‌نامه بتن ایران و آیین‌نامه ACI318 و آیین‌نامهCEB) و روش طراحی با ضرایب بار و مقاومت در فولاد مانند(LRFD – AISC ) استفاده نمود. اختلاف مقدار نیروی وارده بین CsW, CyW اصطلاحاً‌ مقاومت افزون می‌نامند که پیش‌تر در این باره توضیح داده شده است. از آنجا که در برخی از آیین نامه‌های طراحی فولاد و بتن استفاده از روش‌های بار مجاز متداول است برخی آیین نامه‌های طرح لرزه‌ای UBC-1994, SEAOC-1988 (به طور مشخص) و استاندارد 2800 ایران (به صورت ضمنی) مقدار Cy را به Cw کاهش می‌دهند. بنابراین، نسبت ضریب رفتار در آیین نامه‌های UBC-1994, SEAOC-1988 (که با Rw نشان داده می‌شود) و نیز استاندارد 2800 ایران، به ضریب رفتار در مقررات UBC-1997 یا NEHRD-2000 (که با R نشان داده می‌شود)، باید عددی در حدود 1.5 – 1.4 (ضریب بار نهایی نیروی زلزله در آیین‌نامه ACI-318) باشد. مزیت استفاده از Cs یا Cw، در این است که طراح، یک تحلیل ارتجاعی انجام می‌دهد و سپس با استفاده از آیین نامه‌های جاری، ابعاد قطعات و جزئیات اجرایی را تعیین می‌نماید. اولین اشکال استفاده از تحلیل ارتجاعی برای نیرو در ترازهای Cs یا Cw در این قسمت است که محاسبه قادر نخواهد بود مقاومت واقعی سازه را تعیین کند. از این رو در صورتی که مقدار مقاومتی که به صورت ضمنی در آیین‌نامه زلزله در مقدار ضریب کاهش فرض شده است (مقاومت افزون) تأمین نشود، رفتار سازه در زلزله‌های شدید رضایت‌بخش نخواهد بود. اشکال دوم این است که مقادیر تغییر مکان‌های غیر ارتجاعی نمی‌توان با تحلیل ارتجاعی خطی محاسبه نمود. برای محاسبه این تغییر مکان‌های غیر ارتجاعی آیین‌ نامه‌ها معمولاً از ضرایب تشدید تغییر مکان‌های ارتجاعی (Cd) استفاده می‌نمایند.
در روش یانگ برای تعیین ضریب رفتار R یا Rw عوامل موثر به شکل زیر تعریف و فرمول‌بندی می‌شوند.
2-5-1-1-1- فرمول ضریب شکل‌پذیری سازه :
باایده‌آل کردن منحنی رفتار کلی سازه به منحنی ارتجاعی-خمیری (الاستیک-پلاستیک) کامل در شکل (2-6)، ضریب شکل‌پذیری کلی سازه به صورت خارج قسمت حداکثر تغییر مکان جانبی نسبی به تغییر مکان جانبی نسبی تسلیم تعریف می‌شود.
(2-19)
2-5-1-1-2- فرمول ضریب کاهش نیرو بر اثر شکل‌پذیری :
بر اثر شکل‌پذیری، ساختمان ظرفیتی برای استهلاک انرژی هیسترزیس خواهد داشت. به دلیل این ظرفیت استهلاک انرژی، نیروی طراحی ارتجاعی (Cek) را می‌توان به تراز مقاومت تسلیم (Cy) کاهش داد. از این رو، ضریب کاهش بر اثر شکل‌پذیری، عبارت است از خارج قسمت نیروی نهایی وارده به سازه (Ceu) (در صورتی که رفتار ارتجاعی باقی بماند) به نیروی متناظر با حد تسلیم عمومی سازه به هنگام تشکیل مکانیزم خرابی (Cy).
(2-20)
2-5-1-1-3- فرمول ضریب مقاومت افزون :
مقاومت ذخیره‌ای که بین تراز تسلیم کلی سازه (Cy) و تراز اولین تسلیم (Cs) وجود دارد به عنوان مقاومت افزون شناخته می‌شود. از این رو، ضریب مقاومت افزون عبارت است از خارج قسمت نیروی متناظر با حد تسلیم کلی سازه به هنگام مکانیزم خرابی (Cy) به نیروی متناظر با تشکیل اولین لولای خمیری در سازه (Cs).
این نوشته در علمی ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.